[Java] 자바의 Set 컬렉션 클래스

🔎 Set 컬렉션 클래스

Set 인터페이스를 구현한 모든 Set 컬렉션 클래스는 다음과 같은 특징을 가집니다.

 

1. 요소의 저장 순서를 유지하지 않는다.

2. 같은 요소의 중복 저장을 허용하지 않는다.

 

대표적인 Set 컬렉션 클래스에 속하는 클래스는 다음과 같습니다.

1. HashSet<E>

2. TreeSet<E>

 

❓ HashSet<E> 클래스

HashSet 클래스는 Set 컬렉션 클래스에서 가장 많이 사용되는 클래스 중 하나입니다.

JDK1.2부터 제공한 HashSet 클래스는 해시 알고리즘(hash algorithm)을 사용하여 검색 속도가 매우 빠릅니다.

이러한 HashSet 클래스는 내부적으로 HashMap 인스턴스를 이용하여 요소를 저장합니다.

 

HashSet 클래스는 Set 인터페이스를 구현하므로, 요소를 순서에 상관없이 저장하고 중복된 값은 저장하지 않습니다.

 

HashSet은 다음과 같이 사용합니다.

HashSet<E> name = new HashSet<E>();

HashSet은 순서 상관없이, 중복 없이 값을 저장한다고 했습니다.

다음 코드를 통해 확인해 봅시다.

HashSet<String> bloodTypeSet = new HashSet<String>();
bloodTypeSet.add("A");
bloodTypeSet.add("B");
bloodTypeSet.add("O");
bloodTypeSet.add("AB");
bloodTypeSet.add("AB");
bloodTypeSet.add("AB");
bloodTypeSet.add("AB");
bloodTypeSet.add("AB");
bloodTypeSet.add("AB");
bloodTypeSet.add("AB");

System.out.println(bloodTypeSet); // [A, AB, B, O]

중복이 없이 값을 저장한다는 것은 확인했지만, 분명히 삽입 시 순서가 없다고 했는데 출력된 결과를 보게 되면 무언가 순서가 있는 것처럼 출력이 되었습니다.

자바에서는 순서가 없다 = 가져올 수 없다

인데 대체 어떻게 가져온 것이며 어떻게 저렇게 출력이 된 걸까요?

 

사실 toString()이 재정의 된 것인데요.

재정의된 코드를 살펴보면 다음과 같습니다.

위 코드에서 두 번재 줄 오른쪽 항 iterator() 앞에는 .this가 생략되어 있습니다.

즉, 이 메소드을 적용시킨 객체의 주소값이 들어있습니다.

다시말해, 우리 예제에서 말하면 bloodTypeSet이라는 객체의 주소값에 iterator() 메소드를 적용시킨 것입니다.

 

iterator는 iterator만의 순서를 부여해 줍니다.

우리가 알고 있는 순서인 index 말고도 iterator만의 순서가 있는데요.

이 순서는 다음, 다음, 다음 정도로 이해할 수 있습니다.

따라서 순서가 없던 Set이라는 타입에서 iterator()를 쓰는 순간 Iterator 타입으로 바뀌는 것입니다.

 

이제 이 다음 다음 다음 요소를 가져오면서 [과 ] 사이에 담아놓고 화면에 보여주는 것이 toString()을 재정의한 내용이였던 것입니다.

 

그러므로 만약에 Set에 담겨 있는 요소 하나하나를 출력하고 싶다면 다음과 같은 방법을 사용하면 됩니다.

Iterator<String> iter = bloodTypeSet.iterator();

while(iter.hasNext()) {
    System.out.println(iter.next());
}

출력화면

 

📌 이미 존재하는 요소인지를 파악하는 방법 - hashCode와 equals 재정의에 관해서

기억나시나요? 자바에서는 객체를 메모리에 할당해서 출력을 해보면 메모리 주소처럼 보이는 해시코드를 알려주게 됩니다.

이때 이 해시코드는 절대 중복이 없다고 했습니다.

그런데 만약 우리가 실제 서비스를 한다고 하면 new Student(1, "홍길동")객체와 new Student(1, "홍길동")은 같다고 해야합니다.

그런데 자바 입장에서는 두 객체의 메모리 주소가 다르기 때문에 다르다고 알려줄겁니다.

 

따라서 반드시 위 두 객체가 같다고 하고 싶다면 hashCode()와 equals() 메소드를 오버라이딩 해줘야합니다.

 

먼저 Student라는 클래스를 하나 생성해 보겠습니다.

public class Student {
    private int number;
    private String name;
    
    public Student() {;}
    
    public Student(int number, String, name) {
        super();
        this.number = number;
        this.name = name;
    }
}

이제 hashCode()와 equals()를 재정의하기 전에 객체를 생성해서 이 둘이 같은지 확인해보겠습니다.

public class HashCodeTest {
   public static void main(String[] args) {
      Student student1 = new Student(1, "홍길동");
      Student student2 = new Student(1, "홍길동");
      
      System.out.println(student1.equals(student2)); // false
   }
}

당연히 위에서 설명했듯이 두 객체의 메모리 주소가 다르기 떄문에 메모리 주소를 비교해주는 자바는 다르다고 알려준 것입니다.

이제 Student 클래스로 돌아가 hashCode()와 equals()를 재정의 해봅시다.

@Override
public int hashCode() {
  final int prime = 31;
  int result = 1;
  result = prime * result + number;
  return result;
}

@Override
public boolean equals(Object obj) {
  if (this == obj)
     return true;
  if (obj == null)
     return false;
  if (getClass() != obj.getClass())
     return false;
  Student other = (Student) obj;
  if (number != other.number)
     return false;
  return true;
}

이제 다시 위 HashCodeTest 클래스를 실행해보면 아래와 같은 출력 화면을 볼 수 있습니다.

출력 화면

이제 hashCode() 와 equals() 메소드를 오버라이딩 함으로써 동일한 클래스의 필드를 할당 받은 두 객체의 값이 모두 같다면 같다고 판단하기 때문에

이제 두 객체는 '같다'라고 판단됩니다.

예를 들어 학생 Set이 있다면 여기에는 동일한 학생의 정보가 들어가면 안될 것입니다.

만약 Set안에 이미 있는 학생의 정보를 다시 add 하더라도 하나만이 존재하겠죠?

Student student1 = new Student(1, "홍길동");
Student student2 = new Student(1, "홍길동");

HashMap<Student> studentSet = new HashMap<Student>();

studentSet.add(student1);
studentSet.add(student2);

System.out.println(studentSet.size()); // 1

 

➕ HashSet으로 ArrayList에서의 중복된 요소를 제거하는 방법

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(10, 30, 30, 30, 20, 10, 90));
HashSet<Integer> dataSet = new HashSet<Integer>(datas);
datas = new ArrayList<Integer>(dataSet);

System.out.println(datas); // [20, 10, 90, 30]